Experiencia de la aplicación de sistemas de iluminación regulables en el ámbito académico.

Como comentábamos en un artículo anterior, la finalidad de los sistemas de iluminación regulables ha cambiado en los últimos años. Anteriormente, la luz se regulaba buscando el confort visual o con motivo de diseño. Sin embargo, una vez detectados los beneficios que aporta adaptar la luz a las diferentes circunstancias en determinados lugares, su uso ha comenzado a popularizarse.

El principal beneficio que genera es el ahorro energético. Los sistemas regulables permiten adaptarse al consumo real mediante funciones como la atenuación o automatizar el apagado cuando no haya demanda de luz. Así, el gasto de electricidad se reduce notablemente.

Por otro lado, se encuentran los beneficios sobre las personas. En este caso, destacarían dos principalmente. Primero, los sistemas regulables permitirían adaptar los niveles de luz a los llamados ritmos circadianos. Estos ritmos son cambios tanto físicos, como mentales y conductuales que siguen un ciclo diario determinado por la luz y la oscuridad en el ambiente.  Modificar la iluminación siguiendo esos ritmos, podría mejorar el sueño de las personas y, en consecuencia, su rendimiento.

En cuanto al otro beneficio destacable, es la influencia de la luz sobre nuestras acciones o nuestro estado. Es decir, mediante un sistema regulable, pueden mandarse “señales” que se traduzcan en una actitud concreta, como podría ser, estar en un estado de alerta o concentrado

Y, como se comentaba, este método se puede aplicar en cualquier ámbito, desde en el puesto de trabajo hasta en los colegios.

En el caso de las aulas, las actividades de aprendizaje actuales van más allá de la imagen de un profesor delante de una pizarra explicando una determinada materia a un alumno. Las presentaciones audiovisuales, el uso de dispositivos móviles o los trabajos en grupo son la nueva manera de entender las clases. Una innovación adaptada a estos nuevos métodos de enseñanza sería estos sistemas de iluminación LED regulables, que brindan la capacidad de variar tanto la intensidad como el espectro de la luz.

Según un estudio de la Enviromental Protection Agency (EPA) de 2011, el gasto en energía eléctrica en los colegios representa el segundo mayor gasto en las escuelas, por detrás de los gastos en personal.

Así, el uso creciente de sistemas de iluminación LED regulables está siendo impulsado por consideraciones energéticas y no energéticas. Primero, existe el potencial de ahorros de energía significativos en relación con los sistemas fluorescentes y los sistemas de iluminación LED no regulables. Estos ahorros se pueden atribuir a la combinación de dos factores: la mayor eficacia de los sistemas LED en comparación con los sistemas fluorescentes, y la capacidad de atenuación O de adaptación al consumo real proporcionada por la iluminación regulable. Esto daría como resultado un notable ahorro económico.

Los posibles beneficios no energéticos de los sistemas LED ajustables, incluirían proporcionar un control sobre las variaciones de intensidad y espectro de la iluminación de las aulas. Estas modificaciones dinámicas pueden promover el aprendizaje y la participación de los estudiantes a través de señales visuales que refuerzan los comportamientos deseados. Además, las variaciones en el espectro de luz pueden contribuir a aumentar su estado de alerta y su concentración.

El U.S. Department of Energy (DOE) mediante su programa Gateway, ha realizado estudios sobre la iluminación LED regulable en instalaciones reales, incluyendo las aulas. En la primera parte de su estudio realizado en 2017 publicado en la LD+A, consistía en analizar los cambios en las escuelas al instalar un sistema de iluminación LED blanco regulable en las clases.

Se descubrió que el ahorro de energía basado en la reducción de la potencia era del 58%, con ahorros aún mayores por la atenuación y el uso de controles. Los maestros también informaron de que la iluminación regulable mejoró la participación de los estudiantes en la clase y que utilizaron la iluminación para proporcionar señales de comportamiento a los estudiantes.

Más recientemente, el DOE completó una evaluación de la iluminación LED regulable en tres clases en el Distrito Escolar Unificado de Folsom Cordova (FCUSD) en Folsom, CA, USA.

Ese esfuerzo de I + D incluyó la recopilación de aportes de múltiples grupos de profesores para diseñar la interfaz de control.                         La evaluación documental del rendimiento energético y fotométrico de esta experiencia fue incluida también en la edición de 2018 del programa Gateway mencionado anteriormente.

El sistema de iluminación LED se instaló antes del comienzo del año escolar 2017-2018, reemplazando las luminarias fluorescentes. Con ellas, se instaló también un sistema de regulación. El sistema de regulación permitía variar los niveles de luz, su distribución y la potencia espectral. También tenía una atenuación de 0-100% y un control de la temperatura de color de 2700K a 6500K en todas las luminarias.

El estudio comenzó midiendo el consumo energético a finales del curso 2016-2017, con las luminarias fluorescentes. Después de finalizar el curso siguiente y comparar los datos recogidos en las tres aulas con las luminarias LED, se obtuvieron dos conclusiones. Primero, se observó que, para la misma iluminancia, se producía un ahorro del 46%. Es decir, el sistema de iluminación LED funcionando a pleno rendimiento, supondría ese ahorro en comparación al sistema de luminarias fluorescentes también a pleno rendimiento. Además, otra ventaja es que el nivel de iluminación que proporcionaban las luminarias fluorescentes estaba por encima de permitido, por lo que el sistema LED permitía regularlo también.

Por otro lado, según como se utilice el sistema de control LED, en un día normal el ahorro podría variar de 48% al 69%, lo que se consideraría el ahorro teórico.

Sin embargo, el ahorro de energía real durante todo el año escolar será algo menor de lo estimado en ese perfil diario, ya que los dispositivos de control de iluminación tienen un consumo de energía cuando el sistema está en stand-by debido a la alimentación de los controladores DMX, Dali, PoE… Aun así, ese consumo es mínimo y el sistema presenta un ahorro considerable con respecto a la iluminación fluorescente. Una opción de mejora sería apagar el sistema del todo cuando no se usa, aunque se perdería flexibilidad.

Después del estudio, también se recogieron opiniones de los profesores que habían interactuado con el sistema, ya que cada uno de ellos modificaba la iluminación como consideraba. Algunos mencionaban que utilizaban una luz clara y baja a primera hora de la tarde y después de comer para “indicar” a sus alumnos que era hora de centrarse y empezar a trabajar. También se debe destacar que, según el tipo de alumnado, la iluminación generalmente era una u otra. Por ejemplo, en el caso de alumnos con autismo, reducir la temperatura de color a 2800K ayudó a redirigir su atención para el cambio a nuevas actividades, mejorando su capacidad de aprendizaje. Además, también se concluyó que las iluminancias y la temperatura de color altas resultaban poco cómodas para los docentes.

Como conclusiones del año escolar 2017-2018, se pudo ver que la opinión de los profesores sobre el uso de sistemas de iluminación regulables era beneficiosa. Por una parte, las opciones del sistema permitían establecer una rápida interacción y los cambios que permitía hacer en la iluminación eran una forma de llamar la atención de los alumnos o una señal de transición entre actividades.

Aunque los proyectos a pequeña escala como este necesitan una base de evidencia más amplia, los beneficios que aportan los sistemas de iluminación que pueden regularse son observables. Aun así, un grupo más profundo de resultados de investigación puede ayudar a los desarrolladores de tecnología de iluminación a proporcionar soluciones de iluminación futuras que aborden mejor la gama completa de necesidades humanas

Como se mencionaba, en nuestro caso, se está realizando un experimento similar, utilizando un sistema de iluminación regulable. Con él se adapta la luz al ritmo de trabajo y a la luz natural. Del experimento se espera obtener conclusiones contundentes y verificar que la mejora del rendimiento y la productividad se ven afectadas por la iluminación de la zona de trabajo o estudio.